Contrôle de concurrence et sécurité des threads dans le framework de collection Java

Le framework de collection Java gère la concurrence via des collections thread-safe et des mécanismes de contrôle de concurrence. Les collections thread-safe (telles que CopyOnWriteArrayList) garantissent la cohérence des données, tandis que les collections non thread-safe (telles que ArrayList) nécessitent une synchronisation externe. Java fournit des mécanismes tels que des verrous, des opérations atomiques, ConcurrentHashMap et CopyOnWriteArrayList pour contrôler la concurrence afin de garantir l'intégrité et la cohérence des données dans un environnement multithread.

Contrôle de la concurrence et sécurité des threads dans Java Collections Framework

Dans les applications Java, le contrôle de la concurrence est crucial pour garantir la cohérence des données dans un environnement multithread. Le framework de collections Java fournit divers types de collections et mécanismes de contrôle de concurrence pour gérer les problèmes de concurrence.

Collections Thread-safe

Les collections Thread-safe sont garanties de conserver leur état interne inchangé lors d'un accès simultané. Ils mettent en œuvre certains mécanismes de synchronisation tels que des verrous ou des opérations atomiques pour empêcher les courses de données. Par exemple :

// 线程安全的 ArrayList 实现
CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

Collections non thread-safe

Les collections non thread-safe ne garantissent pas la cohérence des données lors d'un accès simultané. Ils n'implémentent aucun mécanisme de synchronisation et nécessitent donc une synchronisation externe pour garantir la sécurité des threads. Par exemple :

// 非线程安全的 ArrayList 实现
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

Mécanisme de contrôle de concurrence

Le framework de collection Java fournit le mécanisme de contrôle de concurrence suivant :

• Verrou : Utilisez des verrous intégrés ou des verrous externes pour synchroniser l'accès aux données partagées. Par exemple :

synchronized (list) {
    // 对 list 进行操作
}

• Opérations atomiques : Utilisez des opérations atomiques telles que compareAndSet pour garantir que les mises à jour sont effectuées de manière atomique. Par exemple : compareAndSet）确保更新原子地执行。例如：

AtomicBoolean flag = new AtomicBoolean(false);
flag.compareAndSet(false, true);

• ConcurrentHashMap 和 CopyOnWriteArrayList：这些集合提供了线程安全的实现，内部管理并发。

实战案例

考虑以下使用多线程更新计数器的示例：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Counter {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger();

    public void increment() {
        count.getAndIncrement();
    }

    public int getCount() {
        return count.get();
    }
}

在使用 AtomicInteger

ConcurrentHashMap et CopyOnWriteArrayList :

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